鋁是一種輕金屬，其化合物在自然界中分布極廣（guǎng），鋁在地殼中（zhōng）的含量僅次於氧和矽。金（jīn）屬品（pǐn）種中，鋁僅次（cì）於鋼鐵（tiě），為第二（èr）大類金屬。鋁具有特殊的化學（xué）、物理特性，當今最（zuì）常（cháng）用的（de）工業金屬之（zhī）一，不隻重量輕，質地堅，而且（qiě）具有良好（hǎo）的延展性、導電性、導熱性、耐熱性和耐核輻射性，國民經濟發展（zhǎn）的重要基礎原材料。
鋁業密度與結構
鋁的（de）密度是2.7約為一般金屬的1/3而常用鋁導線的導電度（dù）約為銅61％，導熱度為銀的一半（bàn）。雖然純鋁極軟且（qiě）富延展性，但仍可通（tōng）過冷加工及做成合金來使它硬化。鋁土礦是鋁的重要來源（yuán），製造一鎊氧化鋁（lǚ）約需（xū）要兩磅鋁土礦（kuàng），而製造一磅金屬鋁需要兩磅氧（yǎng）化鋁。
鋁在自然界中多以氧化物、氫氧化物和含氧的鋁矽酸鹽存（cún）在極少發現鋁的自然金屬。目前已知的含鋁礦物有258種，其中罕見（jiàn）的礦物（wù）約43種。實際上，由純礦物組成的鋁礦床是沒有的（de）一般都是共（gòng）生分布，並混有雜質。從（cóng）經濟和（hé）技術觀點出發，並不是（shì）所（suǒ）有的含鋁礦物都能（néng）成為工業原料。用於提煉（liàn）金屬（shǔ）鋁的（de）主要是（shì）由（yóu）一（yī）水硬鋁石、一水軟（ruǎn）鋁石或（huò）三水鋁石組成的鋁土礦。
一水硬鋁石又名水鋁石，結構式和分子式分別為AlOOH和Al2O3?H2O斜方晶係，結晶完好者呈柱狀、板狀、鱗片狀、針狀、棱狀等（děng）。礦石中的水鋁石一般均含有（yǒu）TiO2SiO2Fe2O3Ga2O3Nb2O5Ta2O5P2O3等不同量類質同象混入物（wù）。水鋁石溶於酸和堿，但在（zài）常溫常壓下（xià）溶解甚弱，需在高（gāo）溫（wēn）高壓（yā）和強酸或強堿濃度下才（cái）能完（wán）全分解。一（yī）水硬鋁石形成於酸性介質，與一水軟鋁（lǚ）石、赤鐵礦、針鐵礦、高（gāo）嶺（lǐng）石、綠（lǜ）泥石、黃鐵礦等共生。其水化可（kě）變成三水鋁石，脫（tuō）水可變成α剛玉（yù），可（kě）被高嶺石、黃鐵（tiě）礦、菱鐵礦、綠（lǜ）泥石等交代。
一水軟鋁石又名勃姆石、軟水鋁石，結構式為（wéi）AlOOH分子式為Al2O3?H2O斜方晶係，結晶完好者呈菱形體、棱麵狀、棱（léng）狀、針（zhēn）狀、纖維狀和（hé）六角板狀。礦石中的一（yī）水軟鋁石常含Fe2O3TiO2Cr2OGa2O3等類質同（tóng）象。一水軟鋁石可溶於酸和堿。該礦物形（xíng）成於酸性介質（zhì），主要產在堆積鋁土礦（kuàng）中，其特征是與（yǔ）菱鐵礦共生。可被（bèi）一水硬鋁石、三水鋁（lǚ）石、高嶺石等交代，脫水可轉變成一水硬鋁石和α剛玉，水化可變成三水鋁石。
三水鋁石又名水鋁氧石、氫（qīng）氧鋁石，結（jié）構式AlOH分子式為（wéi）Al2O3?3H2O單斜晶係（xì），結晶完好者呈六角板狀、棱鏡狀，常有呈細晶狀集合體（tǐ）或雙晶，礦石中三水（shuǐ）鋁石多呈不規（guī）則狀集合體，均含有不同量的TiO2SiO2Fe2O3Nb2O5Ta2O5Ga2O3等類質同象或機械混入物。三水鋁石溶於酸和堿，其粉末（mò）加熱到100℃經2h即可完全溶解（jiě）。三水鋁石形成於酸性介質，風化殼礦床中是原生礦（kuàng）物，與高嶺石、針（zhēn）鐵礦、赤鐵礦（kuàng）、伊利石等共生。三水鋁石脫（tuō）水可變成一水軟鋁石、一水硬鋁石和α剛玉，可被高嶺石、多水高嶺石等交代。
鋁的化學成分
鋁土礦的化學成（chéng）分主要為Al2O3SiO2Fe2O3TiO2H2O+五者總量占（zhàn）成分的95%以上，一般＞98%主要成分有（yǒu）SCaOMgOK2ONa2OCO2MnO2有機質、碳質等，微量成分有（yǒu）GaGeNbTaPCoZrVPCrNi等。Al2O3主（zhǔ）要賦存（cún）於鋁礦物—水鋁石、一水軟鋁石、三水鋁石中，其次賦存（cún）於矽礦物中（zhōng）(主要是高嶺石類礦物)。
內生條件下，由於有二（èr）氧化矽的廣泛（fàn）存在Al2O3與SiO2常緊密結合成各類鋁矽酸礦物，這些礦物一（yī）般鋁矽比小於1而工業上對鋁礦石一般要求Al2O3≥40%Al/Si＞1.82.6因此（cǐ）內（nèi）生條件下很少形成工業鋁礦床。
目前，已知的國內外工業鋁土礦多是表生條件下形成的表生條件下鋁土礦的生成（chéng）主要（yào）有兩種形式：即風化-殘積(餘)成礦(紅土成礦)和風化-搬運-堆積成礦或風（fēng）化（huà）-改造-再沉積（jī）成（chéng）礦（kuàng）(堆積成礦)風（fēng）化-殘積(餘)成礦是含鋁母岩在（zài）濕熱氣候（hòu）條件下，具（jù）排泄良好的有利地形(如殘丘、低山和台地（dì）)由（yóu）於水、CO2和生物等的風化分解作用，母岩中易溶物質KNaCaMg和SiO2被淋失排出（chū），活動性小的物質AlFeTi殘留原地形成紅土（tǔ）型鋁土礦。風化-搬運-堆積（jī）成礦（kuàng）是含鋁（lǚ）岩石、紅土風化殼或已形成的紅土礦床，重力、水和自然酸(硫酸、碳酸（suān）、有機酸)等作用下，經機械的或化學的風化、剝（bāo）蝕、搬（bān）運等（děng）物理、化（huà）學改造作用，於山坡凹地、穀地（dì）、近海湖（hú）盆地（dì）或濱海湖（hú）、局（jú）限海（hǎi）盆內形成（chéng）鋁（lǚ）土（tǔ）礦，水介質環境中形成沉積（jī）鋁土礦（kuàng）。
鋁土礦（kuàng）礦石（shí）含（hán）有镓、釩、铌、鉭、鈦、鈰及放射性元素等有用（yòng）組分，這些有價值的伴生組分可綜合回收。而礦石中的硫、CO2MgOP2O5則是（shì）有害組（zǔ）分，有利於鋁的冶（yě）煉回收。
鋁土礦礦石（shí）根據（jù）其所含的主要含（hán）鋁礦物分為：三水鋁石型、一（yī）水軟鋁石型和一水硬鋁石型（xíng）。國外鋁土礦礦石主要是三水鋁（lǚ）石型，次為一水軟鋁石型，而（ér）一（yī）水硬鋁石型鋁土（tǔ）礦極少。但我國（guó）則主要是（shì）一水（shuǐ）硬（yìng）鋁石型鋁（lǚ）土礦（kuàng），三水鋁石型鋁土礦極少（shǎo）。
國外的三水鋁石型鋁土礦具高（gāo）鋁、低矽（guī）、高鐵的特點，礦石質量好，適（shì）合耗能低的拜耳法處（chù）理（lǐ）。國的一水（shuǐ）硬鋁石（shí）型鋁土礦，總體特征是高鋁、高（gāo）矽、低硫低鐵、中低鋁矽比，礦石質量差，加工（gōng）難度大，氧化鋁生產多（duō）用耗能高的（de）聯合法。
鋁的製取包括由礦石生產氧化鋁，再由氧化鋁生（shēng）產金屬鋁兩大部分。氧化鋁生產方法主要有拜耳法、堿石灰燒結法、拜耳-燒（shāo）結聯合法等。金屬（shǔ）鋁的生產方法主要是冰（bīng）晶石-氧化（huà）鋁融鹽電解法。
鋁的（de）應用
鋁（lǚ）的主要應用形態是鋁合金（jīn）而不是純（chún）鋁金屬。這是因為將鋁配製成鋁合金（jīn）後（hòu），可以明顯改善其性能，如提高強度和耐腐蝕性等。根據成形方法的不同，可將鋁合（hé）金（jīn）分為鑄造鋁合金（jīn）和變形鋁合金。鑄造鋁合金是用鑄造的方法生產的（de）鑄件，變形鋁合金是用壓力加工方法生產（chǎn）的板、帶、箔材和管、棒、型、線（xiàn）材等。
由於鋁具有優良的性能，鋁在國民經濟各行業和國防工業中得到廣泛的應用（yòng）。鋁作為輕型結構材料，重（chóng）量（liàng）輕、強度大，海（hǎi）、陸、空各種運載工具，特別（bié）是飛機（jī）、導彈、火箭、人造（zào）地球衛星等，均（jun1）使用大量的鋁，一架超音速（sù）飛（fēi）機的用鋁（lǚ）量占其自（zì）身重量（liàng）的70%一枚導彈用（yòng）鋁量占其總重量的10%以上；用鋁和鋁合金製造的各種車輛（liàng），可以減少能耗，其所節省的能量遠遠逾越煉鋁時所消耗的（de）能量；建築工業中用（yòng）鋁（lǚ）合金做房屋的（de）門窗及結構材料；電力輸送（sòng）方麵（miàn），鋁的用量居首位，90%高壓電導（dǎo）線（xiàn）是用鋁製作的食品工業（yè），從儲槽到（dào）罐頭盒，以至飲料容器大多用鋁製成；鋁粉可做難（nán）熔金屬（如鉬等）還原劑和（hé）做（zuò）煉鋼中的脫氧劑，日常生活中所用的鍋、盆等大多由鋁製成。
鋁的化合物如氫氧化鋁可用來製備鋁鹽、吸（xī）附劑、媒（méi）染劑和離子交換劑，也可作為瓷釉、耐火（huǒ）資料等（děng）的原料，醫（yī）藥上有中和（hé）胃（wèi）酸和治療潰瘍的作（zuò）用；無水（shuǐ）氯化鋁是石油（yóu）工業和有（yǒu）機合成中常用的催化劑；六水合氯化鋁可用於製備除臭劑、平安消（xiāo）毒劑；六氟合（hé）鋁酸鈉（nà）(即冰晶石)農業上常用作殺蟲劑（jì）；磷（lín）化鋁遇潮濕或酸（suān）放出劇毒的（de）磷化氫氣體（tǐ），可毒死害蟲，農業上用作穀倉殺蟲的熏蒸劑；矽酸鋁常用於製造玻璃、陶瓷、油漆的（de）顏料以及油（yóu）漆、橡膠和塑料的填料。近些年來，人們又開發了一些新的含（hán）鋁化合物，如用作複合木地板耐磨層的三氧化二鋁，還有烷基鋁、納米氧化鋁等（děng）。隨著科學的發展，人們將會更多更好（hǎo）地利（lì）用（yòng）鋁及化合物造福人類。
由於鋁具有優良的性能，鋁在國（guó）民經濟各行業和國防工業中得（dé）到廣泛的應用。鋁作為（wéi）輕型結構材料，重量輕、強度大，海、陸、空各種（zhǒng）運載工具，特別是（shì）飛機、導彈、火箭、人造地球衛星（xīng）等，均使用大量的鋁，一架超音速飛機（jī）的用鋁量（liàng）占其自身重量的70%一枚導彈用鋁量占其總重量的10%以上（shàng）；用鋁和鋁合金製造的各種車輛，可以減（jiǎn）少能耗（hào），其（qí）所節省的能量遠（yuǎn）遠逾越煉鋁（lǚ）時（shí）所消耗的能量；建築工業中用鋁合金做房屋的門窗（chuāng）及結構材料；電力輸送方麵，鋁的用量居首位，90%高壓電（diàn）導線是用鋁製作的食品工業，從儲槽到罐頭盒，以至飲料容器大（dà）多用鋁製成；鋁粉可（kě）做難熔金屬（如鉬等）還原劑和做煉鋼中的脫氧劑，日常生活中所用（yòng）的鍋、盆等大多由鋁製成。
鋁的化合物如氫（qīng）氧化鋁可用來製備鋁鹽、吸附劑、媒（méi）染劑和離子交換劑，也可作為瓷釉、耐火資料等的原料（liào），醫藥上有中和胃酸和治療潰瘍的作用；無水氯化鋁是石油（yóu）工（gōng）業和有機合成中常用的催化劑；六水合氯化鋁可用於製備除（chú）臭（chòu）劑、平安消毒劑；六氟合鋁酸鈉(即冰晶石)農業上常用作殺蟲劑；磷化鋁遇潮濕或酸放出劇毒的磷化（huà）氫氣體，可毒死害蟲，農業上用作穀倉殺蟲的熏蒸劑；矽（guī）酸鋁常（cháng）用於製造玻璃、陶瓷、油漆的顏料以（yǐ）及油漆、橡膠和塑料的填料。近些年來，人們又開發了一些新的含鋁化合（hé）物，如用（yòng）作複合木地板耐磨層的三氧化二鋁，還有烷基鋁、納米氧化鋁等。隨（suí）著科學的發（fā）展，人們將會更（gèng）多更好地利用（yòng）鋁及化合物造福（fú）人類。
